JP5542816B2 - Machine tools for non-circular workpieces - Google Patents
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Description
本発明は、非円形のワークのための工作機械、特に非円形旋盤若しくは非円形加工用旋盤であって、振動運動可能な工具及び工具支持体、並びに、工具支持体に対して相対的に逆向きに運動可能であり衝撃遮断のために用いられる補償部材を有しており、工具若しくは工具支持体の運動が、工具支持体と補償部材との間で作用する駆動部によって形成されるようになっている形式のものに関する。 The present invention relates to a machine tool for a non-circular workpiece, in particular a non-circular lathe or a non-circular machining lathe, which is capable of oscillating motion and a tool support, and a tool that is relatively opposite to the tool support. Having a compensation member which is movable in the direction and used for impact isolation, so that the movement of the tool or the tool support is formed by a drive acting between the tool support and the compensation member It is related to the format.
前記形式の工作機械は、例えば独国特許出願公開第19810996A1号明細書により公知であり、特に、非円形の回転体の高速加工に用いられ、若しくは一般的に高速作動式の工具送りユニットに用いられる。この場合に衝撃遮断は、高速の工具運動による衝撃がケーシングに、若しくはケーシングの取り付け部に実質的に完全な強さで伝達されてしまうことを避けるために行われるものである。ケーシング等への衝撃の伝達は、加工精度に不都合な影響を及ぼすものである。 A machine tool of this type is known, for example, from German Offenlegungsschrift DE 1910996A1 and is used in particular for high-speed machining of non-circular rotating bodies or generally for high-speed actuated tool feed units. It is done. In this case, the impact isolation is performed in order to prevent the impact caused by the high-speed tool movement from being transmitted to the casing or the mounting portion of the casing with substantially perfect strength. Transmission of impact to the casing or the like adversely affects processing accuracy.
M. Weck , J. Hennig 氏により、Forschungsgemeinschaft Ultrapraezisionstechnik e, V, Achen, Oktober 2002 に掲載された最終リポートの「Entwicklung und Einsatz einer hochdynamischen Werkzeugzustelleinheit mit hydrostatischer Lagerung (ハイドロスタティックな支承部を有する高速作動式の工具送りユニットの開発と応用)」において知られるように、工具支持体の案内の際の付着摩擦、いわゆるスティックスリップ効果を避けるために、エアロスタティック若しくはハイドロスタティック式の案内は、精度及び滑らかな運動に対する要求を満たすものであるのに対して、高い作動力並びに短い移動距離のために転がり支承部は使用されるに至っていない。 By M. Weck, J. Hennig, the final report “Entwicklung und Einsatz einer hochdynamischen Werkzeugzustelleinheit mit hydrostatischer Lagerung in Forschungsgemeinschaft Ultrapraezisionstechnik e, V, Achen, Oktober 2002 In order to avoid sticking friction when guiding the tool support, the so-called stick-slip effect, aerostatic or hydrostatic guides are used for accuracy and smooth movement. While satisfying the requirements, rolling bearings have not been used due to the high actuation force and short travel distance.
しかしながら、ハイドロスタティック式の案内には、配管、供給装置及び漏れ防止処置等による高い構成費用が必要である。このような高い構成費用により、工作機械は高価なものになり、過酷な条件下での運転に際して故障しやすく、頻繁な整備を必要とすることになる。 However, hydrostatic guidance requires high construction costs due to piping, supply devices, leakage prevention measures, and the like. Such high construction costs make machine tools expensive, prone to failure during operation under harsh conditions, and require frequent maintenance.
本発明の課題は、非円形のワークのための工作機械を簡単な構造で形成することである。 An object of the present invention is to form a machine tool for a non-circular workpiece with a simple structure.
前記課題を解決するために本発明の構成によれば、冒頭に述べた形式の工作機械において、工具支持体は、転動体によって支承されており、補償部材は、複数の案内要素を介して工作機械のケーシング部分に懸架されており、更に、補償部材は、該補償部材の、工具を支持する工具支持の振動運動に依存して発生する補償行程が、案内要素の弾性変形の範囲内にあるように、工具支持体の質量の複数倍の質量を有している。このような構成においては、補償行程は案内要素の弾性変形により吸収されるので、補償部材のための付加的なエアロスタティック若しくはハイドロスタティック式の支承は不要になっている。本発明は、スティックスリップ効果を補償部材の支承によってのみ避けることができるのに対して、工具支持体の支承部が、駆動部の適切な出力設定により克服されねばならない付着摩擦を有するものであるという知見に基づき成されたものである。つまり、加工精度への衝撃の不都合な影響を確実に避けるために、補償部材は、衝撃に遅れることなく、つまり迅速に応働できるようになっている。このことは、補償部材に、付着摩擦の発生しない支承部を設けることにより達成される。本発明においては、一般的なエアロスタティック若しくはハイドロスタティック式の支承部の代わりに、案内要素を介して補償部材をケーシング部分に懸架する手段が用いられており、案内要素は、補償行程に際して所定の行程量内で弾性変形可能になっている。補償部材と可動の構成部分、つまり工具及び工具支持体との間の質量比の規定により、補償部材の行程は、案内要素の弾性変形の範囲が超えられない程度に短くされている。 In order to solve the above-mentioned problems, according to the configuration of the present invention, in the machine tool of the type described at the beginning, the tool support is supported by the rolling elements, and the compensation member is machined through a plurality of guide elements. Suspended in the casing part of the machine, and the compensation member has a compensation stroke that depends on the vibrational movement of the tool support of the compensation member within the range of the elastic deformation of the guide element. Thus, it has a mass that is a multiple of the mass of the tool support. In such a configuration, the compensation stroke is absorbed by the elastic deformation of the guide element, so that no additional aerostatic or hydrostatic support for the compensation member is required. In the present invention, the stick-slip effect can be avoided only by the support of the compensation member, whereas the support of the tool support has a sticking friction that must be overcome by an appropriate output setting of the drive. It was made based on this knowledge. In other words, in order to surely avoid the adverse influence of the impact on the machining accuracy, the compensation member can respond quickly without delaying the impact. This can be achieved by providing the compensation member with a support portion that does not generate adhesion friction. In the present invention, instead of a general aerostatic or hydrostatic bearing, means for suspending the compensation member from the casing portion via a guide element is used. Elastic deformation is possible within the stroke amount. Due to the definition of the mass ratio between the compensation member and the movable component, ie the tool and the tool support, the stroke of the compensation member is shortened to such an extent that the range of elastic deformation of the guide element cannot be exceeded.
本発明の有利な形態によれば、補償部材の質量は、工具を支持する工具支持体の質量の少なくとも3倍、特に少なくとも5倍若しくは少なくとも10倍である。このような質量比においては、工具の、工作機械の通常の加工作業時に発生する行程運動の、補償部材の補償行程運動への十分な変換若しくは減速又は減衰が行われ、補償部材の補償行程が案内要素の弾性変形の範囲内にあることが、実験により明らかになっている。従って、案内要素は、一面において補償部材の運動を案内し、かつ他面において、補償行程の方向と逆向きの戻し力を発生するようになっている。案内のための付加的な支承部若しくは戻し力形成のための付加的な手段は省略できるようになっている。 According to an advantageous embodiment of the invention, the mass of the compensation member is at least 3 times, in particular at least 5 times or at least 10 times the mass of the tool support that supports the tool. In such a mass ratio, the stroke motion generated during the normal machining operation of the machine tool is sufficiently converted to the compensation stroke motion of the compensation member, or is reduced or attenuated, and the compensation stroke of the compensation member is reduced. Experiments have shown that it is within the range of elastic deformation of the guide element. Therefore, the guide element guides the movement of the compensation member on one side and generates a return force in the opposite direction to the direction of the compensation stroke on the other side. An additional support for guiding or additional means for forming a return force can be omitted.
補償部材の補償運動の極めて直線的な案内を達成するために、本発明の有利な形態によれば、案内要素は静止状態では、案内要素の補償行程の方向での寸法(例えば、厚さ)が、案内要素の補償行程の方向に対して横向若しくは垂直方向での寸法(例えば、幅)よりも著しく小さく、特に補償行程の方向に対して横向若しくは垂直方向での寸法(幅)と比較して十分の一よりも小さくなる形状を有している。これにより、案内要素の、補償行程の方向と合致する効果的な変位方向が規定されている。このような構成により、補償部材において、補償行程の方向に対して横方向若しくは垂直方向の運動は阻止され、その結果、運動の、直線からのずれの少ない高い精度が達成されるようになっている。 In order to achieve a very linear guidance of the compensation movement of the compensation member, according to an advantageous embodiment of the invention, the guide element is stationary in the dimension in the direction of the compensation stroke of the guide element (eg thickness). Is significantly smaller than the dimension of the guide element in the lateral or vertical direction (eg width) relative to the direction of the compensation stroke, in particular compared to the dimension in the lateral or vertical direction (width) relative to the direction of the compensation stroke. And a shape smaller than one tenth. This defines an effective displacement direction of the guide element that matches the direction of the compensation stroke. With such a configuration, the compensation member is prevented from moving in the lateral direction or the vertical direction with respect to the direction of the compensation stroke, and as a result, high accuracy with little deviation of the movement from the straight line is achieved. Yes.
特に有利な形態では、案内要素はそれぞれ、補償行程により予め画定された作業平面の両側で1つのケーシング部分に取り付けられていて、かつそれぞれ、取り付け部位間で補償部材に係合している。案内要素は、一体構造で形成され、若しくは補償部材のところで中断して形成されていてよいものである。 In a particularly advantageous manner, the guide elements are each attached to one casing part on either side of the working plane predefined by the compensation stroke and each engages a compensation member between the attachment sites. The guide element may be formed in one piece or may be interrupted at the compensation member.
本発明の形態によれば、案内要素は、補償部材の側方の運動若しくは補償部材の、補償行程の方向に対して横方向又は垂直方向の運動を阻止するものである。このために、案内要素は、適切な幾何学形状を有し、かつ又は位置決めされ、若しくは方向付けられ、かつ又は、補償部材に適切に係合している。補償行程の方向に対して横方向又は垂直方向での補償部材の運動の阻止は、ケーシング部分に対して不動に固定されたワークに対する工具支持体、ひいては工具の規定された案内を達成するために必要なものである。 According to a form of the invention, the guiding element prevents lateral movement of the compensation member or movement of the compensation member in a direction transverse or perpendicular to the direction of the compensation stroke. For this purpose, the guide element has a suitable geometry and / or is positioned or oriented and / or is appropriately engaged with the compensation member. Prevention of the movement of the compensation member in a direction transverse or perpendicular to the direction of the compensation stroke is to achieve a defined support of the tool support, and thus the tool, relative to the workpiece fixedly stationary relative to the casing part. It is necessary.
特に簡単な形態によれば、案内要素は、部分的に若しくは全体的にストリップ状のばね若しくは板ばねとして形成されており、該ストリップ状のばね若しくは板ばねは、補償部材の、補償行程により発生する変位とは逆方向に作用するようになっている。 According to a particularly simple form, the guide element is partly or entirely formed as a strip spring or leaf spring, which strip spring or leaf spring is generated by the compensation stroke of the compensation member. It acts in the opposite direction to the displacement.
本発明の形態によれば、各案内要素はそれぞれ扁平若しくは短冊状又は帯金状に形成されていて、静止位置若しくは静止状態では、補償行程の方向に対して垂直な方向若しくは横方向に延びる1つの平面内に位置しており、案内要素の向き、形状及び取り付け部は、上記平面に沿った案内要素の運動、つまり上記平面の方向での案内要素の運動を困難にし、即ち、阻止しており、補償部材のみが補償行程方向に案内されるようになっている。つまり、該形態は、補償部材の側方の運動若しくは補償部材の、補償行程の方向に対して横方向の運動を阻止するための簡単な構成を示すものである。 According to the embodiment of the present invention, each guide element is formed in a flat shape, a strip shape, or a band shape, and extends in a direction perpendicular to the direction of the compensation stroke or a lateral direction in a stationary position or a stationary state. Located in one plane, the orientation, shape and mounting of the guide element make the movement of the guide element along the plane, ie the movement of the guide element in the direction of the plane difficult. Thus, only the compensation member is guided in the compensation stroke direction. In other words, this embodiment shows a simple configuration for preventing the lateral movement of the compensation member or the lateral movement of the compensation member with respect to the direction of the compensation stroke.
補償部材の補償行程の極めて直線的な案内、若しくは直線からのずれのない状態での案内を達成するために、案内要素は、対を成して、補償部材の、補償行程の方向で相対する端部(8)に係合している。このような構成により、案内要素は、相互の可能な最も大きな距離を有しており、その結果、補償行程の正確な角度での案内を達成することができるようになっている。有利な形態では、案内要素は、静止位置若しくは静止状態で相互に締め付けられている。このような締め付けにより、補償部材の運動をその運動開始から特に良好に案内することができるようになっている。 In order to achieve a very linear guidance of the compensation stroke of the compensation member or a guidance without deviation from the straight line, the guide elements are paired and are opposed in the direction of the compensation stroke of the compensation member. Engage with the end (8). With this arrangement, the guide elements have the greatest possible distance from one another, so that guidance at the correct angle of the compensation stroke can be achieved. In an advantageous form, the guide elements are clamped together in a rest position or in a rest state. By such tightening, the motion of the compensation member can be guided particularly well from the start of the motion.
補償部材の側方に対する更に改良された安定性を得るために、補償部材の各端部に、互いに相互の距離(間隔)を置いて並列に延びかつ互いに並列に作用する一対の案内要素が係合している。このような構成において、相互の距離は、有利には補償行程の方向に対して横方向若しくは垂直な方向に規定されている。 In order to obtain further improved stability to the side of the compensation member, a pair of guide elements extending parallel to each other and acting in parallel with each other at each end (interval) are engaged at each end of the compensation member. Match. In such a configuration, the mutual distance is preferably defined in a direction transverse or perpendicular to the direction of the compensation stroke.
本発明の別の形態によれば、各案内要素はその端部でもって、工作機械のケーシング部分に取り付けられていて、かつ、各案内要素の上記端部間の中央に位置する領域でもって補償部材に係合している。追加的な構成として、若しくは更に別の形態として、案内要素は対を成して各1つの端部でもって、補償部材に係合しており、各対の案内要素の別の自由な端部は、離れる方向に、特に逆の方向に向いていて、工作機械のケーシング部分に取り付けられている。 According to another aspect of the invention, each guide element is compensated with its end, which is attached to the casing part of the machine tool and is centrally located between said ends of each guide element. The member is engaged. As an additional configuration, or as a further alternative, the guide elements are engaged with the compensation member in pairs, one at each end, and another free end of each pair of guide elements. Is attached to the casing part of the machine tool in a direction away from it, in particular in the opposite direction.
工具支持体に支持された工具の行程を迅速かつ正確に行うために、本発明の形態によれば、駆動部は、リニアモータ若しくはプランジャー型アーマチュア又はプランジャー型電機子等により形成されている。有利な形態では、駆動部は、調節回路若しくは制御回路によって制御されるようになっており、調節値若しくは制御量は、ワーク(工作物)及び/又はケーシング部分に対する工具支持体の位置により規定される。 In order to perform the stroke of the tool supported by the tool support quickly and accurately, according to the embodiment of the present invention, the drive unit is formed by a linear motor, a plunger-type armature, a plunger-type armature or the like. . In an advantageous form, the drive is controlled by an adjustment circuit or a control circuit, the adjustment value or control amount being defined by the position of the tool support relative to the workpiece and / or the casing part. The
工具支持体と補償部材との間の最適な質量比を得るため、ひいては補償行程への工具支持体の行程の所望の変換を達成するために、固定子若しくは、駆動部の通電により励磁可能な構成部分は、補償部材に結合されており、かつ駆動部の磁化された構成部分は工具支持体に結合されている。駆動部の通電により励磁可能な構成部分は、一般的に、駆動部の磁化された構成部分又は永久磁石の質量よりも大きな質量を有しており、従って、工具を含む工具支持体と補償部材との間の質量比は、本発明の上記形態に係る構成により最適にされる。 In order to obtain an optimal mass ratio between the tool support and the compensation member and thus to achieve the desired conversion of the tool support stroke to the compensation stroke, it can be excited by energization of the stator or drive The component is coupled to the compensation member, and the magnetized component of the drive is coupled to the tool support. Components that can be excited by energization of the drive generally have a mass that is greater than the mass of the magnetized component or permanent magnet of the drive, and therefore the tool support and the compensation member including the tool. Is optimized by the configuration according to the above aspect of the present invention.
特に有利な形態では、工具支持体とこれに付随する構成部分は、補償部材の質量が過度に大きく選ばれなくてすむように、できるだけ小さい質量しか有していない。例えば工具支持体にスライダーを形成してあり、スライダーがリニアモータの永久磁石を支持している。これにより、質量の節減されたコンパクトな構造が得られるようになっている。有利には、スライダーは軽量構造で形成されている。 In a particularly advantageous form, the tool support and its associated components have as little mass as possible so that the mass of the compensation member does not have to be chosen too large. For example, a slider is formed on the tool support, and the slider supports the permanent magnet of the linear motor. As a result, a compact structure with reduced mass can be obtained. Advantageously, the slider is formed of a lightweight structure.
工具支持体を含む構成部分の自重の更なる減少は、永久磁石がスライダーを支え、つまり補強することにより達成される。つまり、永久磁石は二重の機能を有しており、従って、電磁力により発生された推進力を受け止めるための、スライダーの付加的な補強は省略できるようになっている。 A further reduction in the weight of the component comprising the tool support is achieved by the permanent magnet supporting, ie reinforcing, the slider. That is, the permanent magnet has a dual function, and therefore, additional reinforcement of the slider for receiving the propulsive force generated by the electromagnetic force can be omitted.
駆動部の磁化された構成部分、例えば永久磁石の特に頑丈で軽い構造を得るために、有利な形態によれば、磁化された構成部分若しくは永久磁石は、リニアモータの固定子に向けられた両側を、カバー若しくはカーボンファイバープレートによって覆われ、つまり特に有利な形態では、リニアモータの固定子との間に配置されたカバー若しくはカーボンファイバープレートに素材結合若しくは接着結合されている。カーボンファイバープレート又は炭素繊維強化プラスチック若しくは炭素繊維複合材により、構造全体の安定性、例えば駆動部の安定性が、最少の質量増加で向上される。カバーの配置によって、十分に高い電磁的な推進力を得るために必要な面は、スライダーの安定化のためにも役立っている。 In order to obtain a particularly robust and light structure of the magnetized components of the drive, for example permanent magnets, according to an advantageous form, the magnetized components or permanent magnets are on both sides directed to the stator of the linear motor. Is covered by a cover or a carbon fiber plate, that is, in a particularly advantageous form, material-bonded or adhesively bonded to a cover or carbon fiber plate arranged between the stator of the linear motor. With the carbon fiber plate or carbon fiber reinforced plastic or carbon fiber composite, the stability of the overall structure, for example the stability of the drive, is improved with minimal increase in mass. The surface necessary to obtain a sufficiently high electromagnetic propulsion force by the arrangement of the cover also helps to stabilize the slider.
スライダーの特に簡単でかつ頑丈な構造を得るために、カバー間の、永久磁石を受容する中間スペース内には注封材料が注入されている。中間スペース内への注封材料の注入により、スライダーの形状安定性が付加的に得られるようになっている。 In order to obtain a particularly simple and robust structure of the slider, potting material is injected in the intermediate space between the covers that receives the permanent magnets. By injecting potting material into the intermediate space, the shape stability of the slider is additionally obtained.
スライダーの結合強度を高めるために、永久磁石は、有利な形態ではスライダーに形成された支持用構造部内にはめ込まれている。 In order to increase the coupling strength of the slider, the permanent magnet is advantageously fitted in a support structure formed on the slider.
工具支持体の運動のための、十分に高い精度で簡単かつ頑丈な案内を達成するために、スライダーに転動体を係合させてある。有利な形態によれば、転動体は、ケーシング部分に固定されたレールに係合し、つまり、レール上を転動するようになっている。このような構成により、転動体は、工具支持体をケーシング部分に対して支承し、若しくはケーシング部分に固定された機械構成部分に対して支承する転がり支承部若しくは転がり支承装置を形成している。 In order to achieve a simple and robust guide with sufficiently high accuracy for the movement of the tool support, rolling elements are engaged with the slider. According to an advantageous embodiment, the rolling elements are adapted to engage a rail fixed to the casing part, i.e. roll on the rail. With such a configuration, the rolling element forms a rolling bearing portion or a rolling bearing device that supports the tool support with respect to the casing portion, or supports the tool support with respect to the mechanical component fixed to the casing portion.
本発明の形態によれば、工具支持体、ひいては工具の振動運動の行程(行程量又は行程距離)は、転がり支承部の転動体の円周(外周)の長さよりも小さくなっている。転動体のこのような構成においては、工具支持体の支承部の摩擦は、工具支持体の運動案内の精度の要求に必要な値を超えていない。 According to the embodiment of the present invention, the stroke (stroke amount or stroke distance) of the vibration support of the tool support, and thus the tool, is smaller than the length of the circumference (outer circumference) of the rolling element of the rolling support portion. In such a configuration of the rolling element, the friction of the support portion of the tool support does not exceed the value required for the requirement of the accuracy of motion guide of the tool support.
本発明の特に有利な形態によれば、工具の振動運動の行程は、0.01mm〜45.00mmであり、補償行程(補償行程量)は2mm以下であり、若しくは2mmを超えていない。 According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the stroke of the vibration movement of the tool is between 0.01 mm and 45.00 mm and the compensation stroke (compensation stroke amount) is 2 mm or less or does not exceed 2 mm.
次に本発明を図示の実施形態に基づき詳細に説明するものの、本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。請求項に記載の各構成は種々に組み合わせて用いられるものである。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment. Each component recited in the claims can be used in various combinations.
非円形のワーク用の工作機械の工具送りユニット1は、工具支持体2を有しており、該工具支持体は、工具の受容のために形成されていて、振動運動するようになっている。
A
衝撃遮断のために補償部材3が用いられており、工具の運動は、工具支持体2と補償部材3との間で作用する駆動部4によって発生され若しくは形成されるようになっている。工具支持体2の、駆動部4により生ぜしめられる加速は、衝撃を発生させることになるものの、該衝撃は補償部材3の相応の運動により吸収されるようになっている。従って、工具支持体2の加速による衝撃は、工作機械の他の構成部分に作用することはなく、結果として、加工精度に不都合な影響を及ぼすことはない。
A
複数の構成要素から成る、或いは複数の構成要素に連結されている工具支持体2は、複数の転動体5によって支承され、1つの運動自由度のみしか、つまり、工具支持体2に緊定された工具の送り方向の運動のみしか許されないように、案内されている。
The tool support 2 composed of a plurality of components or connected to a plurality of components is supported by a plurality of rolling
補償部材3は、複数の案内要素6を介して、工具送りユニット1、ひいては工作機械のケーシング部分7に懸架されている。
The
補償部材3は、複数の構成要素から構成されていて、工具を支持する工具支持体2の質量の複数倍の質量を有している。
The
案内要素6は、ストリップ状のばねとして形成されており、該ばねは、静止状態(非作動状態)では実質的に、補償行程の方向に対して垂直に延びる1つの平面内に位置している。補償行程の方向、つまり、送り行程の方向は、図1の図平面に対して垂直に延びている。これにより、図1において、工具支持体の中心軸線を通り水平に、かつ図平面に対して垂直に延びている1つの作業平面が規定され、該作業平面内に、工具支持体の中心軸線が位置しており、各案内要素はそれぞれ前記作業平面の両側で、つまり、上方及び下方でケーシング部分に取り付けられている。従って、補償部材3は、各案内要素6の上方の取り付け部位と下方の取り付け部位との間に配置され、かつ懸架されている。
The
図2の断面図から見て取れるように、案内要素6は対を成して、補償部材3の、図2の図平面内を延びる補償行程の方向で相対する端部8に係合している。これにより、補償部材3はケーシング部分7に懸架されている。
As can be seen from the cross-sectional view of FIG. 2, the
図1から見て取れるように、案内要素6は対を成して、相互に距離を置いて平行に延びていて、並列に作用している。案内要素6の各対において、各案内要素6は、補償部材3の、補償行程に関して側方の外側の端部に係合している。
As can be seen from FIG. 1, the
図3は、各案内要素6が、長方形の基本形状を有する補償部材3の各角隅に係合していることを示している。
FIG. 3 shows that each
図2に示してあるように、各案内要素6はその端部9でもって、工具送りユニット1、ひいては工作機械のケーシング部分7に取り付けられていて、かつ、該各案内要素6の前記端部9間の中央に位置する領域10でもって、補償部材3に係合している。つまり、案内要素6の、自由な、即ち補償部材3に直接に係合することのない端部9は、互いに離れかつ互いに逆の方向に向いていて、懸架のために工作機械1のケーシング部分7に取り付けられている。
As shown in FIG. 2, each
図2の断面図に断面を示してあるリニアモータ11は、工具支持体2の運動のための駆動部4を形成している。リニアモータ11の固定子12は、補償部材3の構成部分を成していて、補償部材3の質量に寄与するものである。これに対して、駆動部4の磁化(永久磁化)された構成部分13は、工具支持体2に固定(固着)されている。このような構成により、固定子12への通電に基づき、磁化された構成部分13の変位が行われ、該変位により工具支持体2の送りが行われる。
The
駆動部4の磁化された構成部分13の受容のために、スライダー14を形成してあり、該スライダーは、リニアモータ11の永久磁石15を支持しており、該永久磁石に、ひいては前記スライダーに工具支持体2が取り付けられている。
In order to receive the magnetized component 13 of the drive unit 4, a
スライダー14は軽量構造で形成されており、永久磁石15がスライダー14を補強していて、リニアモータ11の固定子12に向けられた両側を、炭素繊維複合材から成るカバー16によって覆われている。カバー16間の、永久磁石15を受容する中間スペース17は、追加的に注封材料又は注封樹脂若しくは封止材を注入されて、永久磁石15とカバー16との間の素材結合若しくは接着結合のために用いられるようになっている。
The
スライダー14の結合強度を高めるために、図面には現れていない格子状の支持用構造部又は支持用パターン或いは支持用凹部又は支持用隆起部を、スライダー14に一体に成形してある。
In order to increase the coupling strength of the
図1に示してあるように、スライダー14は、該スライダーに複数の転動体5を係合させることにより支承されている。つまり、転動体5は、一方で各レールブロック18上を転動するようになっていて、かつ他方でスライダー14を、工具支持体2の作業行程(送り行程及び戻り行程)の方向に案内している。
As shown in FIG. 1, the
転動体5の直径は、工作機械の作動時の工具の振動運動の行程が、転がり支承部の転動体5の円周の長さよりも小さくなるように選ばれている。つまり、転動体5は、工具支持体2の作業運動に際して全周にわたっては回転するのではなく、実質的に所定の1つの区分で振動するようになっている。図2の断面図で明らかなように、レールブロック18は、ケーシング部分7の、補償部材3の受容スペース内をブリッジ状に延びている部分に取り付けられており、該部分の延び方向(延在方向)は、補償部材3の補償行程の方向に対して平行に延びており、該部分は、補償部材3に形成された中空室を貫通している。
The diameter of the rolling
図2から明らかなように、補償部材3は実質的に、横断面四角形でかつ内側を中空に形成されたフレーム19とリニアモータの、フレーム19内に設けられた積層形固定子12とから構成されている。従って、補償部材3の質量は、実質的に固定子12の質量及びフレーム19の質量によって規定されている。
As is apparent from FIG. 2, the
非円形のワーク用の工作機械に設けられる工具送りユニット1は、工具の受容(支持)のための工具支持体2、並びに衝撃遮断のための補償部材3を有しており、工具支持体2の作業運動は、工具支持体2と補償部材3との間で作動する駆動部4によって形成されるようになっている。本実施形態によれば、工具支持体2は、転動体5を用いて工具送りユニット1のケーシング部分7に支承され、かつ補償部材3は、弾性変形可能な案内要素6を介して工具送りユニット1のケーシング部分7に懸架されており、補償部材3の質量は、工具支持体2の作業運動により発生される補償部材3の補償行程が、案内要素6の弾性変形の範囲内であるように、工具を支持する工具支持体2の質量よりも大きく規定されている。案内要素6は、補償部材3を案内し、かつ戻すようになっている。
A
1 工具送りユニット、 2 工具支持体、 3 補償部材、 4 駆動部、 5 転動体、 6 案内要素、 7 ケーシング部分、 8,9 端部、 10 領域、 11 リニアモータ、 12 固定子、 13 構成部分、 14 スライダー、 15 永久磁石、 16 カバー、 17 中間スペース、 18 レールブロック、 19 フレーム
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記案内要素(6)は、前記補償行程の方向に対して直交する方向に対を成して配置されており、かつ前記補償部材(3)の、前記補償行程の方向で相対する端部(8)に係合しており、
各前記案内要素(6)はその両端部(9)でもって、前記工作機械(1)の前記ケーシング部分(7)に取り付けられていて、かつ、該各案内要素(6)の両端部(9)間の中央に位置する領域(10)でもって前記補償部材(3)に係合している
ことを特徴とする、非円形のワークのための工作機械。 A machine tool for a non-circular workpiece, which is capable of vibration movement and a tool support (2), and is movable in the opposite direction relative to the tool support and for impact isolation It has a compensation member (3) used, so that the movement of the tool is generated or formed by a drive part (4) acting between the tool support (2) and the compensation member (3). The tool support (2) is supported by a rolling element (5), and the compensation member (3) is connected to the machine tool via a plurality of guide elements (6). The compensation member (3) is suspended from the casing part (7) of (1), and the compensation member (3) is a compensation stroke generated in response to the vibration motion of the tool support (2) of the compensation member (3). Is within the range of elastic deformation of the guide element (6). Have a multiple of the mass of the mass of the tool carrier for supporting (2),
The guide elements (6) are arranged in pairs in a direction perpendicular to the direction of the compensation stroke, and the end portions (3) of the compensation member (3) facing in the direction of the compensation stroke ( 8) is engaged,
Each said guide element (6) is attached to the said casing part (7) of the said machine tool (1) with the both ends (9), and both ends (9) of this each guide element (6) A machine tool for non-circular workpieces, characterized in that it is engaged with the compensation member (3) with a centrally located region (10).
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